Учебные пособия. Обработка металлов

 Слесарное дело

 Е.М. Муравьев

На современных заводах станки, автомобили, тракторы и другие машины изготовляются не единицами и даже не десятками и сотнями, а тысячами. При таких размерах производства важно, чтобы каждая деталь или сборочная единица при сборке точно подходила к своему месту, без какой-либо дополнительной подгонки. Кроме этого, необходимо, чтобы любая деталь или сборочная единица, поступающие на сборку, допускали замену одной детали (сборочной единицы) другой, одинаковой по назначению без ущерба для работы всей готовой машины. Детали или сборочные единицы, удовлетворяющие этим условиям, называются взаимозаменяемыми.

Например, взаимозаменяемыми должны быть запасные части к машинам и приборам, различные крепежные детали (болты, гайки, шайбы), шариковые и роликовые подшипники для валов и осей, свечи зажигания к двигателям внутреннего сгорания, объективы к фотоаппаратам и т.д.

Таким образом, под взаимозаменяемостью понимают такой принцип конструирования и производства изделий, деталей, сборочных единиц, при котором установка их в процессе сборки или замена осуществляются без подгонки, подбора или Дополнительной обработки.

Принцип взаимозаменяемости и рациональная организация массового производства изделий требует установления определенных норм и правил, которым должны удовлетворять виды, размеры и качественные характеристики изделий.

Процесс установления и применения указанных норм и правил называется стандартизацией.

Стандарт —это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объему стандартизации.

Объектами стандартизации являются, например, конкретная продукция, методы, термины, обозначения и т. д.

Одной из наиболее распространенных форм стандартизации является унификация.

Унификация — это рациональное сокращение числа объектов одинакового назначения. Проводится она путем анализа конструкций изделий, их применяемости и приведения близких по конструкции и размерам изделий, их составных частей и деталей к единой оптимальной типовой конструкции.

В СССР существует «Государственная система стандартизации». В нее входят следующие категории стандартов: государственные (ГОСТы), отраслевые (ОСТы), республиканские (РСТ) и стандарты предприятий (СТП).

При разработке отечественных стандартов учитывают рекомендации международных организаций по стандартизации. Это необходимо для обеспечения взаимозаменяемости деталей и стандартных узлов машин, изготовленных в разных странах, что способствует расширению научно-технических и торговых связей' между государствами.

Крупнейшей международной организацией в области стандартизации является ИСО (Интернациональная организация по стан-. дартизации). Наряду с международными есть региональные организации  по  стандартизации,   включающие  ограниченное  число стран.   Такой   организацией,   в   которую   входит   наша   страна, является Совет Экономической Взаимопомощи. Стандарты СЭВ обозначаются СТ СЭВ. Взаимозаменяемость обеспечивается системой допусков и посадок (ЕСДП СЭВ). В основу ЕСДП СЭВ положена   международная   система   допусков   и   посадок   ИСО.

Для реализации принципа взаимозаменяемости необходима

точность изготовления изделий. Однако абсолютно точно выполнить размеры деталей практически невозможно. А иногда достижение высокой точности размеров экономически даже нецелесообразно.

В процессе конструирования деталей устанавливают наибольшие и наименьшие предельные размеры, обеспечивающие нормальное функционирование изделия, его безотказность и долговечность.

Основной расчетный размер (размер, который проставляется на чертеже детали) называется номинальным размером.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением, а разность между наименьшим предельным и номинальным размерами — нижним отклонением. При простановке размеров на чертеже к номинальному размеру указывают допускаемые отклонения. Например, 30 ±":ь здесь 30 мм — номинальный размер, +0,2 — верхнее отклонение, —0,1 — нижнее отклонение. Следовательно, размер детали может быть в пределах от 29,9 мм (наименьший предельный размер) до 30,2 мм (наибольший предельный размер). В этом примере верхнее отклонение положительное, а нижнее отрицательное'. Но отклонения могут быть оба положительные (4O±o'i), оба отрицательные (50~о|), одинаковые по абсолютной величине (30±0,1), или одно из них равно нулю (20+0,1).

Разность между наибольшим и наименьшим предельным размерами называется допуском размера

При графическом изображении допусков вводятся понятия нулевой линии и поля допусков ( 26).

Нулевая линия — это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров (на рисунке—линия 0).

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно нулевой линии (номинального диаметра).

Верхнее или нижнее отклонение, используемое для определения поля допуска относительно нулевой линии, называется основным отклонением. В ЕСДП СЭВ основным отклонением является отклонение поля допуска, ближайшее к нулевой линии.

ЕСДП СЭВ содержит 27 вариантов основных отклонений (положений полей допусков) для отверстий и столько же для валов. Положение поля допуска для отверстий обозначается прописными буквами латинского алфавита, а для валов — строчными ( 27).

Основным отклонением для отверстий от Л до Я считается нижнее отклонение (£7), для отверстий от / до ZC — верхнее отклонение {ES). Для валов от а до h — верхнее отклонение (es), от j до zc — нижнее отклонение (ei).

Отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю, называют основным и обозначают буквой Н.

Вал, верхнее отклонение которого равно нулю, называют основным и обозначают буквой п.

При сборке соединяемые детали соприкасаются между собой отдельными поверхностями, которые называются сопрягаемыми. Размеры этих поверхностей называются сопрягаемыми размерами (например, диаметр отверстия втулки и диаметр вала, на который посажена втулка). Различают охватывающую и охватываемую поверхности и соответственно охватывающий и охватываемый размеры. Охватывающую поверхность принято называть отверстием, а охватываемую —- валом.

Сопряжение имеет один номинальный размер для отверстия и вала, а предельные, как правило, различные.

Если действительные (измеренные) размеры изготовленного изделия не выходят за рамки наибольшего и наименьшего предельных размеров, то изделие удовлетворяет требованиям чертежа и выполнено правильно.

Конструкции технических устройств и других изделий требуют различных контактов сопрягаемых деталей. Одни детали должны быть подвижными относительно других, а другие — образовывать неподвижные соединения.

Характер соединения деталей, определяемый разностью между диаметрами отверстия и вала, создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению, называется посадкой.

Различают три группы посадок: подвижные (с зазором), неподвижные (с натягом) и переходные (возможен зазор или натяг).

Зазор образуется в результате положительной разности между размерами диаметра отверстия и вала. Если эта разность отрицательна, то посадка будет с натягом.

Различают   наибольшие   и   наименьшие   зазоры   и   натяги. Наибольший зазор — это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала

Наименьший зазор — положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.

Наибольший натяг—положительная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия.

Наименьший натяг — положительная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия.

Сочетание двух полей допусков (отверстия и вала) и определяет характер посадки, т.е. наличие в ней зазора или натяга .

Системой допусков и посадок установлено, что в каждом сопряжении у одной из деталей (основной) какое-либо отклонение равно нулю. В зависимости от того, какая из сопрягаемых деталей принята за основную, различают посадки в системе отверстия и посадки в системе вала.

Посадки в системе отверстия — это посадки, в которых различные зазоры и, натяги получают соединением различных валов с основным отверстием.

Посадки в системе вала — посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом.

Применение системы отверстия предпочтительнее. Систему вала следует применять в тех случаях, когда это оправдано конструктивными или экономическими соображениями (например, установка нескольких втулок, маховиков или колес с различными посадками на одном гладком валу).

Основу системы допусков и посадок составляют квалитеты. Квалитетом называется совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Всего установлено 19 квалитетов в порядке убывания точности (01, 0, 1 — 17). Квалитеты от 01 до 4 применяются для особо точных изделий, от 5 до 12—для других сопрягаемых поверхностей, остальные — для свободных размеров. Предельные размеры на чертежах, кроме численных обозначений, могут быть указаны условным обозначением поля допуска и квалитета. Например, 40//7, где 40 — номинальный диаметр; Н — поле допуска отверстия; 7 — квалитет,

Конкретное численное значение предельных размеров определяют по специальным таблицам. В указанном примере верхнее отклонение равно +0,025, нижнее отклонение 0. Следовательно, наибольший предельный размер будет 40 + 0,025=40,025 мм, а наименьший — 40 мм.

При обозначении посадки (на сборочных чертежах) предельные размеры отверстий и вала могут быть указаны также условно. Например, 40#7/#6 (или 40), где 40 — номинальный размер (в мм), общий для отверстия и вала; Ш — поле допуска и квалитет отверстия; g6 — поле допуска и квалитет вала. По этим обозначениям с помощью таблиц можно определять предельные размеры отверстия и вала, значения зазоров или натягов и установить характер посадки.